中心論題：

• MEMS是利用微米級立體結構實現感應和執行功能的一項關鍵技術。
  
• MEMS傳感器的廣闊應用範圍。
• MEMS加速計的介紹。

• 計步器的傳感器通過處理加速度數據獲得在身體運動過程中所消耗掉的熱量。
• MEMS實現電子元器件處理傳感器送來的信息利用特殊的算法識別輸入數據。
• MEMS技術在手機領域使人機界麵變得更簡單、直觀。
• MEMS傳感器在器件靜止時可關閉耗電大的模塊降低手機和便攜導航儀的能耗。
• MEMS加速計與陀螺儀配合使用實現更先進的選擇功能。

MEMS即微機電係統
，是利用微米級立體結構實現感應和執行功能的一項關鍵技術。其中，微米級立體結構是利用被稱為“微加工”的特殊工藝實現的微米大小的立體機械結構。

因為技術和經濟的原因
，MEMS傳感器曾經被局限在汽車市場和工業應用領域；今天，隨著MEMS傳感器越來越小，價格越來越低

，能效越來越高，設計和應用空間不斷擴大，它在消費類應用市場的普及率正在不斷提高。
製zhi造zao這zhe些xie器qi件jian所suo采cai用yong的de微wei加jia工gong技ji術shu與yu製zhi造zao基ji本ben集ji成cheng電dian路lu所suo采cai用yong的de工gong序xu和he工gong藝yi大da同tong小xiao異yi，隻zhi不bu過guo微wei加jia工gong的de產chan品pin通tong常chang是shi一yi個ge能neng夠gou活huo動dong的de立li體ti的de機ji械xie結jie構gou(如圖1)。

雖然製造MEMS產品可以使用多種不同的材料，但是矽越來越受到業界的歡迎，因為矽的電氣、機械和熱屬性都非常出色。此外

，半導體廠商還意識到
，如果使用成熟的芯片量產製造技術
，在晶片上一次可以製造數以萬計的MEMS器件。這就是說
，MEMS可ke以yi利li用yong微wei電dian子zi器qi件jian現xian有you的de規gui模mo經jing濟ji，獲huo得de更geng大da的de成cheng本ben優you勢shi，特te別bie是shi在zai進jin軍jun消xiao費fei類lei產chan品pin市shi場chang時shi，利li用yong好hao這zhe個ge優you勢shi更geng加jia重zhong要yao。因yin此ci，以yi矽gui為weiMEMS材料的吸引力最大。

過去，在沒有這項技術之前，有很多應用是不可能的；今天
，這項技術正在將這些應用變為可能。
手提電腦、手機、便攜媒體播放器和移動終端設備內的硬盤驅動器墜落保護功能，是MEMS運動傳感器在消費電子市場的具有重要曆史意義的代表性應用之一。

在zai手shou提ti電dian腦nao內nei的de三san軸zhou加jia速su計ji可ke以yi監jian測ce加jia速su度du，因yin為wei具ju有you特te定ding的de功gong能neng和he數shu據ju處chu理li電dian路lu，它ta能neng夠gou檢jian測ce到dao硬ying盤pan驅qu動dong器qi的de意yi外wai摔shuai落luo事shi故gu，並bing及ji時shi命ming令ling讀du寫xie頭tou縮suo回hui到dao安an全quan位wei置zhi，以yi防fang電dian腦nao最zui終zhong摔shuai落luo在zai地di板ban上shang時shi損sun壞huai讀du寫xie頭tou。

健身和健康監測是MEMS傳感器的另一類具有代表性的應用。
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計步表或計步器是利用三軸MEMS傳chuan感gan器qi實shi現xian健jian身shen和he健jian康kang監jian測ce功gong能neng的de代dai表biao性xing應ying用yong
，在zai特te定ding的de情qing況kuang下xia
，計ji步bu器qi的de傳chuan感gan器qi能neng夠gou精jing確que地di測ce定ding在zai步bu行xing和he跑pao步bu過guo程cheng中zhong作zuo用yong在zai係xi統tong上shang的de加jia速su度du
，通tong過guo處chu理li加jia速su度du數shu據ju
，計ji步bu器qi顯xian示shi用yong戶hu走zou過guo的de步bu數shu和he速su度du
，以yi及ji在zai身shen體ti運yun動dong過guo程cheng中zhong所suo消xiao耗hao掉diao的de熱re量liang。 
 
圖 1 ： 基於MEMS的線性加速計。 
 
圖2：意法半導體開發的一款基於MEMS的計步器參考設計。

計步器功能通常被嵌入在在手機和便攜媒體播放器(MP3和MP4)內(nei)
，對(dui)於(yu)這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)
，可(ke)以(yi)設(she)定(ding)在(zai)固(gu)定(ding)時(shi)間(jian)內(nei)要(yao)達(da)到(dao)的(de)步(bu)數(shu)目(mu)標(biao)，並(bing)能(neng)測(ce)量(liang)完(wan)成(cheng)這(zhe)個(ge)目(mu)標(biao)所(suo)消(xiao)耗(hao)的(de)熱(re)量(liang)。虛(xu)擬(ni)健(jian)身(shen)房(fang)的(de)會(hui)員(yuan)之(zhi)間(jian)還(hai)可(ke)以(yi)在(zai)網(wang)上(shang)分(fen)享(xiang)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)，並(bing)開(kai)展(zhan)以(yi)促(cu)進(jin)體(ti)育(yu)活(huo)動(dong)和(he)健(jian)身(shen)運(yun)動(dong)為(wei)目(mu)標(biao)的(de)虛(xu)擬(ni)比(bi)賽(sai)。

計ji步bu器qi也ye是shi便bian攜xie式shi導dao航hang儀yi中zhong的de一yi個ge重zhong要yao模mo塊kuai。便bian攜xie式shi導dao航hang儀yi能neng夠gou確que定ding使shi用yong者zhe的de位wei置zhi，提ti供gong引yin路lu功gong能neng，查zha找zhao公gong共gong服fu務wu地di點dian，接jie收shou地di區qu廣guang告gao。在zai特te殊shu情qing況kuang下xia，例li如ru

，在zai市shi區qu，因yin為wei地di下xia通tong道dao、立交橋
、高樓
、室內的阻擋，GPS信號會變弱，這時MEMS運動傳感器的信號就可以暫時替代GPS模塊，起到輔助導航定位的作用。

在另一項應用中，MEMSchuanganqikeyiyongyushejiyizhonglaorenjijiushebei。danglaorenyiwaishuaidaoshi，zhegeshebeikeyijiancedaoshuaidaodongzuo
，zidongfachuyigebaojingxinhao
，qingqiujinjijiuyuan。tongguoMEMS傳感器和GPSmokuai，keyigusuandaoxuyaojiuzhudeshoushanglaorensuozaiweizhi，bingzaiwangluoshangchuansongweizhixinxi。zaibujiudejianglai，zhexieyiqishangyonghuahou
，jianghuigeibuduanzengchangdelaolinghuarenquntigongyigegenganquandeshenghuohuanjing。

如今
，能夠檢測運動
、方向和手勢的MEMS傳感器正推動運動傳感技術向手機
、遊戲機、便攜媒體播放器等市場擴展。
先進的功能、小巧的外觀、出色的能效，MEMS傳感器正在促進更加人性化的設備問世，有了這些能夠識別人類手勢的設備
，用戶不必再閱讀冗長
、複雜的用戶手冊

，學習如何使用人機界麵。

MEMS有助於打破用戶與應用之間的障礙：傳感器像係統的眼睛

，能夠測量加速度和角速度等物理量
；電子元器件處理傳感器送來的信息
，利用特殊的算法識別輸入數據，然後激活相應的功能。
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遊戲機是運動跟蹤和手勢識別應用的突出代表，以具有革命性的任天堂Wii遊戲機為例，微型運動傳感器能夠捕捉到玩家任何細微的動作，並將其轉化成遊戲動作。MEMS技術讓玩家動起來：玩家陶醉於真實的遊戲體驗，通過不同的動作融入到遊戲中

，例如，模仿一場真實的網球賽、一場引人入勝高爾夫球賽、一場緊張的拳擊賽或輕鬆的釣魚比賽的動作(如圖3)。 
 
圖3：MEMS使玩家動起來。

MEMS技術在手機和PDA中的使用率正在提高，目前市場上采用MEM加速計的手機越來越多。手機中的MEMS加速計使人機界麵變得更簡單
、更直觀，通過手的動作就可以操作界麵功能
，全麵增強了用戶的使用體驗(見圖4)。 
 
圖 4：MEMS運動控製式用戶界麵。
根據終端設備的指向，MEMS傳感器可以把圖像、視頻和網頁(無論是人物肖像還是風景畫麵)進行旋轉。通過上下左右傾斜手機
，還可以查看手機菜單
；隻要輕輕擊打手機機身，就可以在屏幕上選中不同的圖標，所有這些智能功能離不開新一代MEMS器件內嵌的先進數字技術。

有了MEMS加速計，隻要把設備向某一方向傾斜，就能在小屏幕上詳細查看地圖
，顯示放大的圖像。MEMS還能檢測到用戶抖動手機和MP3播放器的動作
，這個簡單的手勢可以讓播放器跳到下一首歌或返回到上一首歌。

低功耗的MEMS運動傳感器還可用作先進的節能技術，當手機沒有關閉放在飯桌上時，MEMS傳感器將會把耗電大的模塊(如顯示器背光板和GPS模塊)全部關閉，以降低手機和便攜導航儀的能耗。隻要碰觸一下機身，又可以打開全部功能。

同樣地，無論何時
，把手機正麵向下反放在桌子上，手機設置就會切換到靜音模式；隻要碰觸一下機身，就可以關閉靜音功能。MEMS運動控製技術折射出了未來手機的樣子：隻有數量很少的按鍵，不再有普通的鍵盤。向手機輸入信息時，用戶在空中書寫數字和字母，MEMS傳感器識別這些動作，手機軟件將這些動作還原成數字和字母；軟件還可以把用戶預定的動作變成特殊的自定義功能。

MEMS加速計與陀螺儀配合使用
，可以把更先進的選擇功能變為現實
，例如：能夠在空中操作的三維鼠標和遙控器。在這些設備中，傳感器檢測到用戶的手勢，將其轉換成PC屏幕上的光標移動或機頂盒和電視機的頻道和功能選擇。圖5是一個含有MEMS傳感器的遙控器解決方案
，MEMS傳感器組、兩(liang)個(ge)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)和(he)一(yi)個(ge)加(jia)速(su)計(ji)檢(jian)測(ce)手(shou)腕(wan)或(huo)鼠(shu)標(biao)在(zai)空(kong)中(zhong)的(de)動(dong)作(zuo)，同(tong)時(shi)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)執(zhi)行(xing)動(dong)作(zuo)跟(gen)蹤(zong)和(he)手(shou)勢(shi)識(shi)別(bie)功(gong)能(neng)。然(ran)後(hou)

，重(zhong)組(zu)的(de)運(yun)動(dong)曲(qu)線(xian)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)連(lian)接(jie)發(fa)送(song)到(dao)機(ji)頂(ding)盒(he)或(huo)PC機，無線鏈路可以采用紅外或射頻，具體視應用要求而定。 
 
圖5：MEMS 3D遙控器和指示器。

近來上市的高能效低價微型MEMS傳感器徹底改變了人們與移動終端設備的互動方式。在各類移動終端
、遊戲機
、遙控器等設備上，MEMS運動傳感器可以實現先進的功能，令人心動的用戶界麵，用戶的手勢、碰摸就能夠激活相應的功能。
可以預計，在不久的將來，MEMSjishuhuidedaojinyibufazhan，zhouweihuanjingjiangbumanchuanganqiwangluo，womendeyifuneiqianyouchuanganqiwangluo，zhejianghuikuodakexingshejiyingyongdekongjian，rangwomengenghaodiyushijiehudong，genghaodikongzhiwomensuozaideshijie。